[发明专利]一种SD-DCN链路故障的业务流调度方法

说明书

本发明请求保护一种基于SDN的数据中心网络链路故障的业务流调度方法，属于通信技术领域。该方案主要包括用户请求的业务流类型判断、业务流备份路径计算、SDN控制器对不同业务流设计相同调度方法等关键步骤。当网络链路出现故障后，需要根据提前计算好的备份路径进行业务流的调度操作，保证业务流的快速传输和用户对网络服务质量的体验效果。该方案执行的前提条件是已经作好了业务流的备份路径；然后根据备份路径和约束条件对网络中业务流进行调度操作，从而保证网络中业务流调度操作的快速完成、减少数据包的丢失率等。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种SD-DCN链路故障的业务流调度策略。

背景技术

由于社交媒体、移动设备及新兴业务的增加，导致数据中心网络(Data CenterNetworking，DCN)的流量呈现爆发式的增长，因此给数据中心网络带来极大的挑战，例如，网络链路频繁发生故障、缺少集中式管控能力等。为了解决传统数据中心网络遇到的困难，研究学者提出软件定义网络与数据中心网络相结合(SD-DCN)的方法，如图1所示。软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)作为一种新型的网络体系架构，其核心思想是将网络设备的控制平面与数据平面进行分离、实现软件可编程及逻辑上的集中式控制。

数据平面是SD-DCN正常运行的关键因素，而数据平面容易发生链路故障，因此数据平面的链路故障恢复成为目前急需解决的问题。当前处理SD-DCN链路故障方法主要分为主动式与被动式：主动式是提前为业务流计算一条备份路径；被动式是当链路出现故障后，SDN控制器才重新为受影响的业务流计算工作路径。本发明是网络业务流已经作好备份路径后进行的业务流调度。业务流调度是根据计算好的备份路径、网络当前状态和网络约束条件来共同规划出合理的业务流传输顺序，即优先传输哪些业务流或同时传输哪些业务流来保证没有数据包的丢失或最少的数据包丢失、最快速的业务流调度操作完成等。

目前，业务流调度研究有基于大流(占用100K以上的链路带宽)和链路负载的调度策略，SDN控制器以轮询的方式检测业务流的传输速率。当SDN控制器发现大流时，首先评估大流的带宽，然后选择一条可以满足其带宽需求的较轻负载路径；最后下发流表项到相应的交换机上实现大流的重路由，其余的业务流就采用开放式最短路径优先(Open ShortestPath First，OSPF)方法进行处理，此业务流调度没有对不同业务流进行差异化的处理，不能满足用户对网络的需求。也有业务流调度采用的是等价多路径(Equal-CostMulti-Path，ECMP)方法，但是此方法容易引起网络的局部链路拥塞和不能充分利用网络丰富链路资源。因此，SD-DCN如何利用SDN架构来提高业务流调度方面的性能及满足用户对网络新服务的要求成为目前研究的重点。

发明内容

本发明实施的目的是为SD-DCN链路出现故障后进行业务流调度，在链路故障后的业务流调度过程中，能够保证没有数据包的丢失或最少数据包的丢失、最快速的业务流调度操作完成等。

为了达到上述目的和满足用户对网络服务质量的要求，本发明将对网络业务流进行分类，并实施了一种基于SDN的数据中心网络链路故障的业务流调度策略，所述方法包括：

1.把网络业务流划分为三类：1)时延业务流：是指运营商或用户对业务流的故障恢复时间要求非常短或对链路故障毫无察觉，不能影响用户对应用程序的体验效果；2)吞吐量业务流：是指对网络链路带宽有较大要求，没有重点关注时延的影响，在传输业务流时不需要在多条链路上进行分割传输，这样可以降低数据包的丢失率和节约交换机存储资源；3)尽力而为业务流：是指对时延和吞吐量都没有特殊要求的业务流。

2.在端主机处对业务流进行识别和标识，然后对不同业务流用不同备份路径方法，备份路径计算是此发明专利的前提条件，即进行业务流调度时已经为业务流规划好备份路径。

3.将计算好的备份路径转变为流表项，并将流表项下发到对应的交换机上进行存储。